前言
逆水行舟,不进则退!!!
进程与线程
什么是进程?
答:进程是操作系统分配资源的最小单元,它是运行中的程序的实例,或者说,是应用程序的一次动态执行。例如,当你在电脑上打开一个软件,如浏览器,操作系统就会为这个软件创建一个新的进程。在这个进程中,浏览器将获取CPU时间、内存等系统资源来执行它的功能。每个进程都具有独立的内存单元,这意味着每个进程之间相互独立,互不干扰。以一个生活中的例子来解释,进程就好比你去银行转账,你对银行来说就是一个进程。银行为你提供了接待员、转账人员、银行电脑等资源来为你完成转账这一整个服务流程。而银行对其他人的服务并不干扰你。
什么是进程控制块?
答:进程控制块(PCB)是操作系统中的关键数据结构,主要用于描述和控制进程。它包含了标识进程信息的必要数据,如进程标识符、进程状态、程序计数器、寄存器、内存分配情况、打开文件列表以及进程优先级等。每个进程都有一个唯一的进程控制块,它是进程存在的唯一标识,操作系统通过这个控制块找到进程并进行管理和调度。例如,当需要暂停当前进程并切换到另一个进程时,就需要保存当前进程的上下文信息,包括CPU寄存器、程序计数器、堆栈指针等,而这些信息都存储在PCB中。因此,PCB是操作系统对进程进行具体识别和控制的依据,也是进程的集中特性反映。
什么是线程?
答:线程是进程内部的一个执行单元,它负责执行进程中的程序。一个进程中至少有一个线程,当然,一个进程也可以拥有多个线程,这样的程序也被称为多线程程序。线程有着自己的进程控制块(PCB),但是它们并没有独立的地址空间,而是与所属进程共享同一个地址空间。这意味着,每个线程进行数据交换时,都可以直接访问进程内的共享数据,这大大提高了数据访问的效率。
举个生活中的例子,你正在准备一顿丰盛的晚餐,做菜、切菜、洗菜等各个环节都可以看作是线程,它们共同构成了准备晚餐这个进程。其中,切菜和炒菜这两个线程之间可能需要进行数据交换,由于它们在同一个进程中,因此这种数据交换非常快速且高效。
进程与线程的区别是什么?
答:
1,进程是计算机系统分配资源的基本单位;线程是计算机系统调度和分派的基本单位。
2,进程是一个动态概念,每个进程都有自己的地址空间和系统资源;线程是进程中的一个执行单元,是进程中的一个实体,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器、寄存器和栈);
3,进程间相互独立,互不干扰;线程可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源,包括进程的堆 和 方法区 资源。
4,进程间切换,时空开销大:空间开销主要源于上下文信息的保存与恢复,由于每个进程拥有自己独立的地址空间,因此,在进程切换时,需要保存和恢复大量的上下文信息,包括程序计数器、寄存器以及内存映射等。时间开销也不容忽视。进程间的切换涉及到CPU状态的保存和恢复,这一过程需要耗费一定的时间。例如,在单核系统中,如果需要在进程A和进程B之间进行切换,那么首先需要将CPU的状态保存到进程A的上下文中,然后再加载进程B的上下文到CPU中。
相比之下,线程间切换则相对轻量。因为同一进程内的多个线程共享相同的地址空间,所以线程切换只需保存和恢复少量的上下文信息,如PC指针和寄存器的值。此外,线程的创建也比进程简单得多,只需要确定PC指针和寄存器的值,并给线程分配一个栈用于执行程序。这也是多线程被广泛应用的原因之一,它能够有效提高系统的并发性和性能。
什么是多线程?
答:多线程是指在一个程序中同时运行多个线程来完成不同的工作,以提高程序的效率和性能。线程是进程中的一个执行单元,它是进程内的一个执行流程,也是程序执行的最小单位。一个进程中至少有一个线程,当然,一个进程也可以拥有多个线程,这样的程序也被称为多线程程序。多线程技术使得程序可以同时处理多个任务,从而提高了程序的效率和响应速度。在应用程序中,如果要对线程进行调度,最直接的方式就是设置线程的优先级。优先级越高的线程获得CPU执行的机会越大,而优先级越低。
线程的创建
1,继承Thread,重写run() 方法;
class MyThread extends Thread {
// 重写run() 方法
@Override
public void run() {
while(true) {
System.out.println("hello world");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new MyThread();
t.start();
//t.run();
while(true) {
System.out.println("hello main");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
2,实现Runnable接口
//Runnable的作用 是表述了一个 “要执行的任务”, run方法就是执行任务的细节
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello thread");
}
}
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//这只是描述了个任务
Runnable runnable = new MyRunnable();
//然后 把任务交给线程来执行
Thread t = new Thread(runnable);
t.start();
这种写法是 解耦合,目的就是为了让线程 和 线程要干的活 之间分离开。
未来如果要该代码,不用多线程了,使用多进程,或者此线程池,或者协程....此时代码改动比较小。
*/
}
}
3,使用匿名内部类,继承Thread
public class ThreadDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 创建了一个Thread 的子类,(子类没有名字),创建了子类的实力,并且让 t 引用指向该实例
Thread t = new Thread() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hello");
}
};
t.start();
}
}
4,使用匿名内部类,实现Runnable;
public class ThreadDemo4 {
public static void main(String[] args) {
// 这个写法 和 使用匿名内部类 继承 Thread 本质相同,
//只不过是把实现Runnable 的任务交给了匿名内部类的语法
// 此处是创建了一个类,实现Runnable, 同时创建了类的实例,并且传给了Thread的构造方法。
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("hell0");
}
});
t.start();
}
}
5,使用lambda表达式实现
public class ThreadDemo5 {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(() -> {
System.out.println("hello");
});
t.start();
}
}
线程的属性
属性 | 获取方法 |
ID | getId() |
名称 | getName() |
状态 | getState() |
是否后台线程 | isDaemon() |
是否存活 | isAlive() |
是否被中断 | isInterrupted() |
getId() 方法:getId() 方法返回的是该线程的唯一标识符, |
getName() 方法:该方法可以返回当前线程的名称。并不是指向该线程的引用的名称。 |
IsDaemon() 方法:返回当前线程是否为后台线程。isDaemon 守护线程就是后台线程,切换到后台运行的线程就是后台线程 |
线程中断
中断一个线程,中断的意思是: 不是让线程立即就停止,而是通知线程,你应该要停止了,是否真的停止,取决于线程这里具体的代码写法。
1,使用一个标志位,来控制线程是否终止。 |
2,使用 Thread 自带的标志位,来进行判定, |
为什么sleep要清除标志位?
答:唤醒之后,线程到底要终止还是不要终止,到底是立即终止还是稍后终止,就把选择权交给程序员了。
线程的状态
1,NEW 创建了Thread对象,但是还没有调用start(内核里还没有创建对应的PCB);
2,TERMINATED 表示内核中的PCB已经执行完毕了(PCB 释放了),但是Thread对象还在。
3,RUNNABLE 可运行的线程,包括以下两种:
a)正在CPU上执行的线程。
b)在就绪队列中,可以随时去CPU上执行
4,WAITING
5, TIMED_WAITING
6, BLOCKED
4、5、6都是阻塞,表示线程PCB正在阻塞队列中。只是阻塞的原因不同。
线程等待
有时,我们需要等待一个线程完成它的工作后,才能进行自己下一步工作。这就是线程等待存在的意义。
方法 | 说明 |
public void join() | 等待线程结束 |
public void join(long millis) | 等待线程结束,最多等 millis 毫秒 |
public void join(long millis, int nanos) | 同理,但可以更高精度 |
join()无参时, 就是死等。有参数的 join 方法 是制定一个最大等待时间。
注:如果主线程调用t.join() 的时候,t 线程已经结束了,join不会阻塞,会立即返回。
我是专注学习的章鱼哥~